Plutonium (Pu)

Beschreibung & Entdeckung

Plutonium ist ein schweres, silberweißes, hochradioaktives und extrem giftiges Metall. Es ist bekannt für seine komplexe Physik und Chemie, einschließlich des Auftretens in sechs verschiedenen festen Phasen (Allotropen) mit unterschiedlichen Dichten. Es läuft an der Luft an und bildet eine Oxidschicht. Plutonium kommt natürlich nur in verschwindend geringen Spuren vor, wird aber in großen Mengen in Kernreaktoren aus Uran-238 "erbrütet". Sein wichtigstes Isotop, Plutonium-239, ist spaltbar und hat eine Halbwertszeit von etwa 24.110 Jahren.

Es wurde 1940/41 von Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, Joseph W. Kennedy und Arthur Wahl in Berkeley entdeckt und nach dem (damaligen) Planeten Pluto benannt, der im Sonnensystem auf Neptun folgt. Seine Entdeckung wurde im Rahmen des Manhattan-Projekts zunächst geheim gehalten.

Verwendung & Bedeutung

Plutonium spielt eine zentrale Rolle in der Kerntechnik, sowohl zivil als auch militärisch.

• Kernwaffen: Plutonium-239 ist neben Uran-235 das wichtigste spaltbare Material für den Bau von Atombomben (z.B. die "Fat Man"-Bombe über Nagasaki).
• Kernbrennstoff: In Form von MOX-Brennelementen (Mischoxid aus Uran und Plutonium) wird es in einigen Kernkraftwerken als Brennstoff verwendet, um abgebrannte Brennelemente teilweise wiederzuverwerten.
• Energiequelle für Raumsonden: Das Isotop Plutonium-238 (das nicht für Waffen geeignet ist) ist aufgrund seiner langen Halbwertszeit und hohen Wärmeabgabe die bevorzugte Energiequelle für Radioisotopenbatterien in Tiefraumsonden und Rovern (z.B. Curiosity, Perseverance).

Die Handhabung von Plutonium erfordert extreme Sicherheitsvorkehrungen aufgrund seiner Radioaktivität, seiner Toxizität und der Gefahr der Kritikalität (unkontrollierte Kettenreaktion).